基于opc技术的铺排船自动监控系统的设计与实现

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1、武汉理1大学硕士学位论文1．1课题概述1．1．1课题研究的背景第1章绪论长江航道铺排船是为适应长江航道整治工程中对软质基础(如沙质等)、河床构筑整治建筑物的特殊要求，保证航道整治工程顺利进行而设计建造的，其成功建成下水改变了中国大江大河航道整治工程高科技铺排船依赖进口的历史。铺排船自动监控系统中OPC技术的使用，更进一步提高了我国铺排船监控装置整体水平。0Pc是为解决应用软件与各种设备驱动程序的通信而产生的一个工业技术标准。oPc在工业控制软件中，为不同类型的服务器与不同类型的客户搭建一座桥梁，通过这座桥梁，客户和服务器

2、间形成即插即用的简单规范的链接关系，不同的客户软件能够访问任意的数据源⋯。本文所涉及的武汉航道局铺排船自动监控系统项目，首次将0PC技术应用到铺排船监控系统设计上，将OPc接口技术作为开放工控系统的中间件，为监控系统的信息集成提供了全面解决方案，包括现场设备与监控系统之间、监控系统内部各组件之间、监控系统与企业管理之间的信息集成。取得十分良好的效果，说明了OPc技术在工业控制领域发展的广阔前景。作为工业控制系统的一种核心数据交换技术，OPc标准可以应用在许多领域，并且其功能还在不断丰富发展之中。OPc接口技术可以广泛应用

3、在工业自动化控制领域、智能建筑管理自动化系统等各类监控系统中，能很好的实现系统的开放性、互操作性、高效性、实时性。OPC技术规范的制定和发布机构——oPc基金会，保证了OPc技术规范的统一和更群31。oPc接口技术发展十分迅速，可以预见，OPc技术将成为控制系统数据交换的核心技术，将赋予现代工业控制软件更强的活力Ⅲ。武汉理工大学硕士学位论文1．1．2课题研究的目的及意义现代的工业自动化控制系统中，硬件设备和软件产品逐渐向着开放性、互操作性、高效性、实时性、网络化、集成化方向发展。0PC标准的出现，为现场设备之间的互联以及

4、企业信息系统对现场设备进行访问，提供了一个高效、开放、可靠、互操作性好的解决方案。软硬件制造商、用户都可以从OPc的解决方案中获得方便，制造商可以专注于单一OPc接口的开发，用户按照OPc接口标准可以有更多的选择而不用考虑集成部件之间的兼容性问题。要实现铺排船的实时监控，上位系统和PLC之间的通讯十分重要，而sIEMENS公司的S7．200系列PLC产品的以太网通讯协议没有对外公开，所以，当采用编程软件开发上位监控系统的时候，通信成为关键性难点，而0PC技术的采用，有力的解决了通信的问题，大大缩短了开发的工作量，使设计人

5、员可以专心于其他控制部分的研究，提高了系统的整体水平。同时，本铺排船自动监控系统的完成对于同类型的系统有很高的参考价值。1．2课题研究的现状铺排船自动监控系统在国内首次采用，这标志着长江航道整治工程核心装备国产化取得了重大突破，同时，OPC技术在铺排船自动监控系统中也是首次采用。此监控系统是在原长江航道局铺排船监控系统的基础上发展而成，很多原系统不足之处都进行了改进，但仍不可能尽善尽美，它将随着工业控制技术的不断发展而得到不断完善。OPc规范提供了服务器与客户之间进行数据通信和交换的通用标准，它是解决应用程序和设备间的通

6、信的理想手段。它作为一个现场总线与计算机之间的信息传输通道，使得现场设备与控制系统的连接更为简单、方便和灵活，0Pc技术作为一项工业标准在我国已经得到了广泛的关注，目前属于大力推广阶段，国内很多组态软件公司己经致力于开发各类OPc组件。而针对具体项目而言，OPc的应用仍然有它的局限性。在大多数组态软件内，一般都带有自己的OPc客户端／服务器，而对于想使用OPc功能的用户而言，组态软件附带的其他功能往往并无用到，而且面对目前多种多样的自动化2武汉理工大学硕士学位论文控制器件，0Pc技术对他们的驱动并不能全部包括，这些问题还

7、需要经过更长时间的完善才‘能解决。1．3本课题研究的内容本文针对铺排船自动铺排监控系统要求，通过对其控制系统软硬件的选择与设计，配置了0PCseⅣer，并基于0PC技术，运用ⅥsualBasic设计一套完整OPc客户程序，在此基础上设计并开发了一整套控制软件，其中包括数据采集程序、数据预处理程序、基于测量技术的先进GPs定位程序和实时故障诊断系统。这些程序已经通过现场调试，投入实际运行半年，取得了良好的运行效果。本人主要工作如下：(1)对OPc技术原理、对象模型、数据访问规范进行了系统的研究。根据数据访问自动化接口规范，

8、给出了通用OPC客户程序的主要实现方法和步骤，并运用ⅥsualBasic语言实现政OPC客户程序。(2)针对武汉航道局铺排船自动监控系统的设计要求，设计了一套基于工业以太网技术的先进控制方案，提出了基于0Pc技术的先进控制实现方法，对控制系统结构进行设计，编制了PLC数据采集与处理程序、GPs定位程序、施工预案制作程